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Data documento :23-08-2016

 

EU research finds existing navigational data can help pilots avoid turbulence and improve air travel safety
La ricerca dell’UE scopre che i dati di navigazione esistenti possono aiutare i piloti a evitare la turbolenza e migliorare la sicurezza aerea

Research aided by the DELICAT project has highlighted how turbulence can be detected in a much faster and more efficient way, using data already routinely broadcast by commercial airlines.
La ricerca supportata dal progetto DELICAT ha evidenziato che è possibile rilevare la turbolenza in modo molto più veloce ed efficiente, usando i dati già abitualmente trasmessi dalle linee aeree commerciali.

Detecting turbulence remains a key challenge of modern-day aviation, with reports submitted by pilots often being very inaccurate.
Rilevare la turbolenza è un problema di fondamentale importanza per l’aviazione moderna e i rapporti inviati dai piloti sono spesso molto imprecisi.

However, due to being the least expensive method, it is the most frequently used for trying to predict where it will occur.
Poiché è comunque il metodo meno costoso, è quello usato più frequentemente per cercare di prevedere dove si verificherà.

A team from the Faculty of Physics, University of Warsaw, have shown that there is every indication that data allowing pilots to avoid turbulence and even to forecast such occurrences are already being routinely recorded, and has been recorded for many years.
Un team della Facoltà di fisica dell’Università di Varsavia ha dimostrato che ci sono tutte le indicazioni che lasciano pensare che i dati che permetterebbero ai piloti di evitare la turbolenza e persino di prevedere questo fenomeno sono già abitualmente registrati e già da molti anni.

Jacek Kopec, a doctoral student at the Faculty of Physics, has managed to extract this valuable information from the flight parameters routinely broadcast by the transponders installed in most modern commercial aircraft.
Jacek Kopec, studente di dottorato della Facoltà di Fisica, è riuscito a estrarre queste preziose informazioni dai parametri di volo abitualmente trasmessi dai transponder installati negli aerei commerciali più moderni.

What is most promising is that this new method for detecting turbulence is not only original but also potentially very easy to implement.
La cosa più promettente è che questo nuovo metodo per rilevare la turbolenza non è solo originale ma anche potenzialmente molto facile da implementare.

>>>  ‘Today’s commercial aircraft fly at altitudes of 10 to 15 km, where the temperatures fall to -60 °C.
“Gli aerei commerciali odierni volano ad altitudini di 10-15 km, dove le temperature scendono a -60 °C.

Conditions for measuring atmospheric parameters are very difficult, which explains why such measurements are not taken systematically or extensively,’ commented Kopec.
Le condizioni per misurare i parametri atmosferici sono molto difficili, il che spiega perché tali misurazioni non vengono fatte sistematicamente o ampiamente,” ha commentato Kopec.

‘A lack of sufficiently accurate and up-to-date information not only exposes aircraft and their passengers to danger, it also restricts the development of theories and tools for forecasting turbulence.’
“La mancanza di informazioni sufficientemente precise e aggiornate non solo espone l’aereo e i suoi passeggeri al pericolo, ma limita anche lo sviluppo di teorie e strumenti per prevedere la turbolenza.”

Overcoming cost hurdles
Superare i problemi di costi

Presently pilot reports (PIREPs) are relayed by radio and provided to pilots of other aircraft by air traffic controllers are a basic source of turbulence data.

Attualmente i rapporti dei piloti (PIREP) – trasmessi via radio e forniti ai piloti di altri aerei dai controllori di volo – sono la fonte principale di dati sulla turbolenza.

As these reports are based on the subjective opinions of pilots, the data collected in this fashion are often marred by substantial inaccuracies concerning both the area of turbulence and its intensity.
Poiché questi rapporti si basano sull’opinione soggettiva dei piloti, i dati raccolti in questo modo contengono spesso imprecisioni sostanziali circa la zona della turbolenza e la sua intensità.

More accurate readings are provided by aircraft involved in the Aircraft Meteorological Data Relay (AMDAR) programme.
Letture più accurate sono fatte dagli aerei che partecipano al programma AMDAR (Rilevamento di dati meteorologici per mezzo di aeroplani).

This method is nonetheless costly, so data collected at cruising altitudes are transmitted relatively rarely.
Questo metodo è però costoso, quindi i dati raccolti ad altitudini di crociera sono trasmessi piuttosto raramente.

In practice, this prevents such reports from being used to detect and forecast turbulence.
In pratica, questo impedisce di usare questi rapporti per rilevare e prevedere la turbolenza.

Passenger aircraft are fitted with sensors that record a variety of flight parameters.
Gli aerei passeggeri sono provvisti di sensori che registrano vari parametri di volo.

Unfortunately, most of the data is not made publicly available.
Sfortunatamente, la maggior parte dei dati non è resa pubblicamente disponibile.

Publicly available reports include only the most basic parameters such as the position of the aircraft (ADS-B transmissions, which are also used by the popular website FlightRadar24) or its speed relative to the ground and the air (Mode-S data).
I rapporti pubblicamente disponibili includono solo i parametri più basilari come la posizione dell’aeroplano (trasmissioni ADS-B, che sono usate anche dal popolare sito web FlightRadar24) o la sua velocità relativa al terreno a all’aria (Mode-S data).

Meanwhile, detecting turbulence requires knowledge of the vertical acceleration of aircraft.
La rilevazione della turbolenza d’altra parte richiede la conoscenza dell’accelerazione verticale dell’aeroplano.

‘Vertical accelerations are especially strongly felt both by the passengers and by the aircraft,” Kopec explained.
“Le accelerazioni verticali sono sentite in modo particolarmente forte sia dai passeggeri che dall’aeroplano,” ha spiegato Kopec.

‘Unfortunately, there is no access to materials regarding vertical accelerations.
“Sfortunatamente, non c’è accesso a materiale riguardo l’accelerazione verticale.

That was why we decided to check if we could extract such data from other flight parameters, accessible in Mode-S and ADS-B transmissions.’
Per questo motivo abbiamo deciso di vedere se potevamo estrarre tali dati da altri parametri di volo, accessibili in trasmissioni Mode-S e ADS-B.”

The research team tested three algorithms of turbulence detection.
Il team di ricerca ha testato tre algoritmi di rilevazione della turbolenza.

The first relied on information about the position of aircraft (ADS-B transmissions).
Il primo si basava su informazioni riguardo la posizione dell’aeroplano (trasmissioni ADS-B).

However, preliminary tests and their comparison against the parameters registered in the same area by the research aircraft failed to produce satisfactory results.
I test preliminari e il loro confronto con i parametri registrati nella stessa zona dall’aeroplano di ricerca però non hanno prodotto risultati soddisfacenti.

As for the remaining two algorithms, each of them used, though in somewhat different ways, the parameters received approximately every 4 seconds through Mode-S transmissions.
Per quanto riguarda gli altri due algoritmi, ognuno di essi usava, anche se in modo diverso, i parametri ricevuti circa ogni 4 secondi mediante trasmissioni Mode-S.

In the second approach, the parameters were analysed using the standard theory of turbulence.
Nel secondo approccio, i parametri sono stati analizzati usando la teoria della turbolenza standard.

In the third approach, the scientists adapted a method for determining turbulence intensity previously used to measure turbulence on a very small scale in the understory of forests.
Nel terzo approccio, gli scienziati hanno adattato un metodo per determinare l’intensità della turbolenza precedentemente usato per misurare la turbolenza su una scala molto ridotta nel sottobosco delle foreste.

Once wind velocity in the vicinity of the aircraft was determined and its changes were analysed in successive readings, it was possible to use the latter two theoretical approaches to locate turbulence areas with an error of only 20 km.
Una volta che la velocità del vento nelle vicinanze dell’aeroplano era stata determinata e che i suoi cambiamenti erano stati analizzati in letture successive, è stato possibile usare gli ultimi due approcci teorici per localizzare zone di turbolenza con un errore di appena 20 km.

Passenger aircraft need around 100 seconds to travel this distance, so this level of accuracy would allow pilots to manoeuvre their aircraft to effectively avoid turbulence.
Gli aerei passeggeri impiegano circa 100 secondi per coprire tale distanza, quindi questo livello di precisione permetterebbe ai piloti di manovrare l’aereo in modo da evitare efficacemente la turbolenza.

An easy system to implement
Un sistema facile da implementare

By harnessing the existing data, this system of turbulence detection therefore requires no significant investments in aviation infrastructure.
Sfruttando i dati esistenti, questo sistema di rilevazione della turbolenza quindi non ha bisogno di grandi investimenti nelle infrastrutture dell’aviazione.

To be operational, it just requires adequate software and a computer connected in a simple way to the devices that receive Mode-S transmissions from the transponders onboard aircraft, which are standard equipment.
Per essere operativo, ha bisogno di un software adeguato e di un computer collegato in modo semplice ai dispositivi che ricevono le trasmissioni Mode-S dai transponder a bordo dell’aereo, le quali sono attrezzature standard.

In essence, passenger aircraft act as sensors by creating a dense network of measurement points above Europe.
In pratica, l’aereo passeggeri agisce da sensore creando una densa rete di punti di misurazione sull’Europa.

Over the coming months, the research team plans to improve upon this software but have already shown how this new method for detecting turbulence really works.
Nei prossimi mesi, il team di ricerca ha in programma di migliorare questo software ma ha già dimostrato che questo nuovo metodo per rilevare la turbolenza funziona davvero.

The data for the research was collected in a flight test campaign that formed part of the DELICAT project, which finished in March 2014.
I dati per la ricerca sono stati raccolti in una campagna di voli di prova che hanno fatto parte del progetto DELICAT, conclusosi a marzo 2014.

The results detailing the new system have been published in the May 2016 issue of ‘Atmospheric Measurement Techniques’ with further details released by the University of Warsaw in August 2016.
I risultati che spiegano in dettaglio il nuovo sistema sono stati pubblicati sul numero di maggio 2016 di “Atmospheric Measurement Techniques” e ulteriori dettagli sono stati resi noti dall’Università di Varsavia ad agosto 2016.

For more information please see:
Per maggiori informazioni, consultare:

project page on CORDIS
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Source: Based on a press release from the University of Warsaw
Fonte: Sulla base di un comunicato stampa diffuso dall’Università di Varsavia